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1、第3章能量的轉化與守恒第 2 節(jié) 機械能第3章 能量的轉化與守恒?？汲？? 1 學會用控制變量法探究物體動能或勢能大小的影響因素學會用控制變量法探究物體動能或勢能大小的影響因素第 2 節(jié) 機械能【考試熱度考試熱度】 例例1 利用如圖利用如圖3-2-10所示的裝置探究所示的裝置探究“物體的動能大小與哪些物體的動能大小與哪些因素有關因素有關”。將小球。將小球A、B分別拉到與豎直方向成一定角度分別拉到與豎直方向成一定角度的位置，然后都由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，將的位置，然后都由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，將與靜止在水平面上的木塊與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會在水平面上發(fā)生
2、碰撞，木塊都會在水平面上行一定距離后停止。圖中的擺長行一定距離后停止。圖中的擺長L都相同，都相同，12，球，球A、B的質量分別為的質量分別為mA、mB（mAmB）。）。第 2 節(jié) 機械能例例1 利用如圖利用如圖3-2-10所示的裝置探究所示的裝置探究“物體的動能大小與哪些物體的動能大小與哪些因素有關因素有關”。將小球。將小球A、B分別拉到與豎直方向成一定角度分別拉到與豎直方向成一定角度的位置，然后都由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，將的位置，然后都由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，將與靜止在水平面上的木塊與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會在水平面上發(fā)生碰撞，木塊都會在水平面上行一定
3、距離后停止。圖中的擺長行一定距離后停止。圖中的擺長L都相同，都相同，12，球，球A、B的質量分別為的質量分別為mA、mB（mAmB）。）。第 2 節(jié) 機械能（l）如圖甲、乙所示，同時釋放）如圖甲、乙所示，同時釋放A、B，觀察到它們并排擺動且，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，這表明兩小球在擺動過程中始終相對靜止，同時到達豎直位置，這表明兩小球在擺動過程中的任一時刻的速度大小與小球的的任一時刻的速度大小與小球的_無關。無關。質量質量解析解析 （1 1）甲、乙兩圖中，小球的質量不同，由題意知，擺角相同，?。┘住⒁覂蓤D中，小球的質量不同，由題意知，擺角相同，小球同時到達豎直位置，說
4、明小球的速度大小與小球的質量無關。球同時到達豎直位置，說明小球的速度大小與小球的質量無關。第 2 節(jié) 機械能（2）如圖甲、乙所示，觀察到）如圖甲、乙所示，觀察到B球能將木塊球能將木塊C撞得更遠，由此可撞得更遠，由此可得出結論：得出結論：_。速度相同時，物體的質量越大，動能越大速度相同時，物體的質量越大，動能越大解析解析 （2 2）m mA A m mB B，兩球的速度相同，兩球的速度相同，B B 球能將木塊球能將木塊 C C 撞得更遠，撞得更遠，說明說明 B B 球的動能更大，因此可得：速度相同時，物體的質量越大，動球的動能更大，因此可得：速度相同時，物體的質量越大，動能越大。能越大。第 2
5、節(jié) 機械能（3）圖乙中小球）圖乙中小球B到達豎直位置時的速度到達豎直位置時的速度_（填（填“大大于于”“”“小于小于”或或“等于等于”）圖丙中小球）圖丙中小球B到達豎直位置時的速到達豎直位置時的速度，圖丙中木塊度，圖丙中木塊C滑行得更遠些，由此可得出結論：滑行得更遠些，由此可得出結論：_。小于小于質量相同時，質量相同時，物體的速度越大，動能越大物體的速度越大，動能越大第 2 節(jié) 機械能解析解析 （3 3）乙、丙兩圖中，小球的質量相同，）乙、丙兩圖中，小球的質量相同，1 1 22，所以圖丙中，所以圖丙中小球到達豎直位置時的速度更大，圖丙中木塊小球到達豎直位置時的速度更大，圖丙中木塊 C C 滑行
6、得更遠些，說明滑行得更遠些，說明質量相同時，物體的速度越大，動能越大。質量相同時，物體的速度越大，動能越大。方法透視方法透視此題是探究此題是探究“物體的動能大小與哪些因素有關物體的動能大小與哪些因素有關”的實驗，實驗裝置與教材中的裝置的實驗，實驗裝置與教材中的裝置不同，采用懸掛的小球做實驗，實驗更容易操作。解答此不同，采用懸掛的小球做實驗，實驗更容易操作。解答此題的關鍵是要明確：小球擺動的速題的關鍵是要明確：小球擺動的速度大小與小球的質量無關；木塊滑行的距離反映了小球度大小與小球的質量無關；木塊滑行的距離反映了小球具有的動能大小。具有的動能大小。 【試題鏈接試題鏈接】小試身手小試身手 6，創(chuàng)新
7、培優(yōu)，創(chuàng)新培優(yōu) 7 第 2 節(jié) 機械能常考?？? 2 知道動能和勢能的相互轉化及機械能守恒的條件知道動能和勢能的相互轉化及機械能守恒的條件【考試熱度考試熱度】 第 2 節(jié) 機械能例例2 如圖如圖3-2-11所示是雜技演員演出時的過程示意圖。男演員從所示是雜技演員演出時的過程示意圖。男演員從甲處用力向上起跳，落下后踩在蹺蹺板的甲處用力向上起跳，落下后踩在蹺蹺板的a端，能把站在端，能把站在b端的端的女演員彈上乙處。由于存在阻力，故（女演員彈上乙處。由于存在阻力，故（ ）第 2 節(jié) 機械能例例2 如圖如圖3-2-11所示是雜技演員演出時的過程示意圖。男演員從所示是雜技演員演出時的過程示意圖。男演員從
8、甲處用力向上起跳，落下后踩在蹺蹺板的甲處用力向上起跳，落下后踩在蹺蹺板的a端，能把站在端，能把站在b端的女端的女演員彈上乙處。由于存在阻力，故（演員彈上乙處。由于存在阻力，故（ ）A男演員的質量必須要大于女演員的質量男演員的質量必須要大于女演員的質量B甲處男演員的勢能一定要大于乙處女演員的勢能甲處男演員的勢能一定要大于乙處女演員的勢能C男演員離開跳臺時的機械能一定大于乙處女演員的勢能男演員離開跳臺時的機械能一定大于乙處女演員的勢能D女演員彈起時的動能與她站在乙處時的機械能相等女演員彈起時的動能與她站在乙處時的機械能相等C第 2 節(jié) 機械能解析解析 甲處的男演員要想把女演員彈起到乙處，甲處男演員
9、的機械能一定大于乙甲處的男演員要想把女演員彈起到乙處，甲處男演員的機械能一定大于乙處女演員的機械能，男演員向上跳起，同時具有動能和重力勢能，女演員到達處女演員的機械能，男演員向上跳起，同時具有動能和重力勢能，女演員到達乙處靜止不動，只具有重力勢能，所以男演員的質量不一定大于女演員的質量，乙處靜止不動，只具有重力勢能，所以男演員的質量不一定大于女演員的質量，且男演員的重力勢能不一定大于女演員的重力勢能，故且男演員的重力勢能不一定大于女演員的重力勢能，故 A A、B B 不符合題意。不符合題意。由于存在阻力，要克服阻力做功，機械能轉化為內能，機械能不斷減小，所以由于存在阻力，要克服阻力做功，機械能
10、轉化為內能，機械能不斷減小，所以男演員離開跳臺時的機械能一定大于乙處女演員的勢能，男演員離開跳臺時的機械能一定大于乙處女演員的勢能，C C 符合題意。女演員符合題意。女演員彈起時動能轉化為重力勢能，由于存在阻力，要克服阻力做功，動能沒有完全彈起時動能轉化為重力勢能，由于存在阻力，要克服阻力做功，動能沒有完全轉化為重力勢能，所以女演員彈起時的動能大于她站在乙處時的機械能，轉化為重力勢能，所以女演員彈起時的動能大于她站在乙處時的機械能，D D 不不符合題意。故選符合題意。故選 C C。第 2 節(jié) 機械能方法透視方法透視 由于存在阻力，要克服阻力做功，整個過程中，機由于存在阻力，要克服阻力做功，整個
11、過程中，機械能不斷減小。械能不斷減小?！驹囶}鏈接試題鏈接】小試身手小試身手 1、2、3、4、5，創(chuàng)新培優(yōu)，創(chuàng)新培優(yōu) 8小試身手小試身手第 2 節(jié) 機械能1 .下列物體具有動能的是（）下列物體具有動能的是（）A正在下落的雨滴正在下落的雨滴B被拉長的橡皮筋被拉長的橡皮筋C陽臺上的花盆陽臺上的花盆D上了膛的子彈上了膛的子彈A解析解析 任何物體都有質量，所以只要物體運動就一定會有動能。正在下落任何物體都有質量，所以只要物體運動就一定會有動能。正在下落的雨滴是運動的，所以具有動能，而被拉長的橡皮筋、陽臺上的花盆、的雨滴是運動的，所以具有動能，而被拉長的橡皮筋、陽臺上的花盆、上了膛的子彈都是靜止的，所以它
12、們沒有動能。故選上了膛的子彈都是靜止的，所以它們沒有動能。故選A A。第 2 節(jié) 機械能2. 一物體在空氣中沿豎直方向運動，運動過程中只受重力和一物體在空氣中沿豎直方向運動，運動過程中只受重力和空氣阻力的作用。則該物體的（）空氣阻力的作用。則該物體的（）A動能可能不變動能可能不變B勢能可能不變勢能可能不變C機械能一定不變機械能一定不變D機械能可能改變機械能可能改變A解析解析 若若G Gf f，加速下降，物體動能增加，勢能減小，總的機械能減??；，加速下降，物體動能增加，勢能減小，總的機械能減??；若若G Gf f，物體向下勻速直線運動，動能不變，勢能減小，機械能減?。?，物體向下勻速直線運動，動能不
13、變，勢能減小，機械能減小；若若G G、f f方向一致，物體向上做減速直線運動，動能減小，勢能增加，機方向一致，物體向上做減速直線運動，動能減小，勢能增加，機械能減小，故選械能減小，故選A A。第 2 節(jié) 機械能3 .下下 列列 四四 個個 實實 例例 中，中， 機機 械械 能能 正正 在在 減減 小小 的的 是（）是（）A 蓄勢待蓄勢待發(fā)的火箭發(fā)的火箭B 水平勻速水平勻速飛行的飛機飛行的飛機C 勻速下勻速下降的熱氣球降的熱氣球D 加速上加速上升的飛艇升的飛艇C第 2 節(jié) 機械能解析解析 動能大小跟物體的質量、速度有關，質量一定時，速度越大，動能越動能大小跟物體的質量、速度有關，質量一定時，速度
14、越大，動能越大；速度一定時，質量越大，動能越大。重力勢能大小跟質量、被舉的高度大；速度一定時，質量越大，動能越大。重力勢能大小跟質量、被舉的高度有關，被舉的高度一定時，質量越大，重力勢能越大；質量一定時，高度越有關，被舉的高度一定時，質量越大，重力勢能越大；質量一定時，高度越高，重力勢能越大。物體不發(fā)生彈性形變時，機械能動能重力勢能。高，重力勢能越大。物體不發(fā)生彈性形變時，機械能動能重力勢能。A A中中蓄勢待發(fā)的火箭機械能不變；蓄勢待發(fā)的火箭機械能不變；B B中水平勻速飛行的飛機機械能不變；中水平勻速飛行的飛機機械能不變；C C中勻速中勻速下降的熱氣球動能不變，勢能減小，機械能減?。幌陆档臒釟?/p>
15、球動能不變，勢能減小，機械能減??；D D中加速上升的飛艇動能增中加速上升的飛艇動能增加，勢能增加，機械能增加。加，勢能增加，機械能增加。第 2 節(jié) 機械能4. 如圖如圖 3-2-12 所示是運載火箭點火起飛的情景。在火箭離地升空所示是運載火箭點火起飛的情景。在火箭離地升空的過程中，關于火箭中搭載的衛(wèi)星的能量及能量轉化情況，下列的過程中，關于火箭中搭載的衛(wèi)星的能量及能量轉化情況，下列說法正確的是（）說法正確的是（）A動能轉化為重力勢能動能轉化為重力勢能B重力勢能轉化為動能重力勢能轉化為動能C機械能的總量不變機械能的總量不變D機械能的總量增加機械能的總量增加D解析解析 火箭離地上升的過程中，其搭載
16、的衛(wèi)星的高度和火箭離地上升的過程中，其搭載的衛(wèi)星的高度和速度都在增加，衛(wèi)星質量不變，故衛(wèi)星的動能和重力勢速度都在增加，衛(wèi)星質量不變，故衛(wèi)星的動能和重力勢能都增加，機械能的總量增加，故能都增加，機械能的總量增加，故D D項正確。項正確。第 2 節(jié) 機械能 5.如圖如圖 3-2-13 所示，用繩子把一個小球懸掛起來，用手將其拉所示，用繩子把一個小球懸掛起來，用手將其拉到到 a 點。松手后，小球沿一條弧線從點。松手后，小球沿一條弧線從 a 點經點經 b 點，擺到點，擺到 c 點，已點，已知知 b點是最低點。則下面說法中正確的是（）點是最低點。則下面說法中正確的是（）A從從 a 點到點到 c 點的過程
17、中，小球的動能越來越大點的過程中，小球的動能越來越大Bc點的高度一定不會高于點的高度一定不會高于a點點C在在 b 點時，小球位置最低，重力勢能為點時，小球位置最低，重力勢能為 0D當小球停止擺動后，機械能總量與擺前相同當小球停止擺動后，機械能總量與擺前相同B第 2 節(jié) 機械能6.如圖如圖 3-2-14（1）所示，光滑斜面甲與水平面）所示，光滑斜面甲與水平面AB平滑連接，從斜平滑連接，從斜面甲高面甲高 H 處由靜止釋放小球，小球運動到處由靜止釋放小球，小球運動到 B 點靜止。如圖（點靜止。如圖（2）所）所示，在示，在 AB 上的上的 C 點滑拼接另一光滑斜面乙，已知點滑拼接另一光滑斜面乙，已知
18、AB=3AC。請。請回答下列問題。回答下列問題。（1）如果小球從斜面甲高）如果小球從斜面甲高 H 處處靜止釋放，說明小球在乙斜面到靜止釋放，說明小球在乙斜面到達的最大高度達的最大高度 h 與與 H的數(shù)量關系的數(shù)量關系及理由。及理由。第 2 節(jié) 機械能（1）如果小球從斜面甲高）如果小球從斜面甲高 H 處靜止釋放，說明小球在乙斜面到達處靜止釋放，說明小球在乙斜面到達的最大高度的最大高度 h 與與 H的數(shù)量關系及理由。的數(shù)量關系及理由。第 2 節(jié) 機械能6.如圖如圖 3-2-14（1）所示，光滑斜面甲與水平面）所示，光滑斜面甲與水平面AB平滑連接，從斜平滑連接，從斜面甲高面甲高 H 處由靜止釋放小球
19、，小球運動到處由靜止釋放小球，小球運動到 B 點靜止。如圖（點靜止。如圖（2）所）所示，在示，在 AB 上的上的 C 點滑拼接另一光滑斜面乙，已知點滑拼接另一光滑斜面乙，已知 AB=3AC。請。請回答下列問題?；卮鹣铝袉栴}。（2）要使小球在乙斜面上到達）要使小球在乙斜面上到達的最大高度變?yōu)榈淖畲蟾叨茸優(yōu)?2 h，小球應在，小球應在甲斜面上多高處由靜止釋放，甲斜面上多高處由靜止釋放，并說明理由。并說明理由。第 2 節(jié) 機械能（2）要使小球在乙斜面上到達的最大高度變?yōu)椋┮剐∏蛟谝倚泵嫔系竭_的最大高度變?yōu)?2 h，小球應，小球應在甲斜面上多高處由靜止釋放，并說明理由。在甲斜面上多高處由靜止釋放，并
20、說明理由。創(chuàng)新培優(yōu)創(chuàng)新培優(yōu)第 2 節(jié) 機械能7. 為了研究動能的大小與哪些因素有關，教材中設計了為了研究動能的大小與哪些因素有關，教材中設計了“小鋼球撞小鋼球撞木塊木塊”的實驗（如圖的實驗（如圖3-2-15 所示）：讓靜止的小鋼球從斜面滾下，所示）：讓靜止的小鋼球從斜面滾下，觀察木塊被推動的距離。關于該實驗的說法中，不正確的是（）觀察木塊被推動的距離。關于該實驗的說法中，不正確的是（）A 該實驗的設計思路是采用轉換法，用木該實驗的設計思路是采用轉換法，用木塊移動的距離來表示動能的大小塊移動的距離來表示動能的大小B 該實驗研究的基本方法是控制變量法，該實驗研究的基本方法是控制變量法，如分別控制小
21、球滾下的高度、小球的質量等如分別控制小球滾下的高度、小球的質量等C 在選擇實驗器材時，可以不考慮斜面的在選擇實驗器材時，可以不考慮斜面的光滑程度，被撞木塊的質量和軟硬等因素光滑程度，被撞木塊的質量和軟硬等因素D 實驗過程中，讓同一小球從不同高度滾實驗過程中，讓同一小球從不同高度滾下，目的是讓小球獲得不同的運動速度下，目的是讓小球獲得不同的運動速度C第 2 節(jié) 機械能解析解析小鋼球的動能是從木塊被推出的距離看出的，這里采用了轉換法的小鋼球的動能是從木塊被推出的距離看出的，這里采用了轉換法的思想，故思想，故A A選項說法正確。小鋼球的動能與質量和速度都有關系，應采用選項說法正確。小鋼球的動能與質量
22、和速度都有關系，應采用控制變量法，如分別控制小鋼球滾下的高度、小鋼球的質量等，故控制變量法，如分別控制小鋼球滾下的高度、小鋼球的質量等，故B B選項選項說法正確。斜面的光滑程度影響小鋼球滾下的速度，木塊的質量和軟硬說法正確。斜面的光滑程度影響小鋼球滾下的速度，木塊的質量和軟硬影響碰撞的程度，所以在選擇實驗器材時，要考慮斜面的光滑程度、木影響碰撞的程度，所以在選擇實驗器材時，要考慮斜面的光滑程度、木塊的質量和軟硬等因素，故塊的質量和軟硬等因素，故C C選項說法不正確。小鋼球滾到水平面上時獲選項說法不正確。小鋼球滾到水平面上時獲得的速度與小鋼球在斜面上的高度有關，讓同一小鋼球從不同高度滾下，得的速
23、度與小鋼球在斜面上的高度有關，讓同一小鋼球從不同高度滾下，目的是讓小鋼球獲得不同的運動速度，故目的是讓小鋼球獲得不同的運動速度，故D D選項說法正確。選項說法正確。第 2 節(jié) 機械能8. 如圖如圖 3-2-16 甲所示，質量不計的彈簧豎直甲所示，質量不計的彈簧豎直 固固 定定 在在 一一 壓壓 力力 傳傳 感感 器器 上，上， 壓壓 力力 傳傳 感感 器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻 器器（ 壓壓 力力 不不 超超 過過 最最 大大 值），值）， 壓壓 力力 傳傳 感器、電流表、定值電阻和電感器、電流表、定值電阻和電源組成一閉合電源組成一閉合電
24、路。路。 壓壓 力力 傳傳 感感 器器 不不 受受 力力 時時 電電 流流 表表 示示 數(shù)是數(shù)是 I0。t=0 時時 刻，刻， 將將 一一 金金 屬屬 小小 球球 從從 彈彈 簧簧 正上方某一高度由靜止釋放，小正上方某一高度由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復。整個過程中，不計能量損失，電流表示定高度后再下落，如此反復。整個過程中，不計能量損失，電流表示數(shù)數(shù) I 隨時間隨時間 t 變化的圖像如圖乙所示。則（變化的圖像如圖乙所示。則（ ）第 2 節(jié) 機械能8. 如圖如圖 3-
25、2-16 甲所示，質量不計的彈簧豎直甲所示，質量不計的彈簧豎直 固固 定定 在在 一一 壓壓 力力 傳傳 感感 器器 上，上， 壓壓 力力 傳傳 感感 器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻 器器（ 壓壓 力力 不不 超超 過過 最最 大大 值），值）， 壓壓 力力 傳傳 感器、電流表、定值電阻和電感器、電流表、定值電阻和電源組成一閉合電源組成一閉合電 路。路。 壓壓 力力 傳傳 感感 器器 不不 受受 力力 時時 電電 流流 表表 示示 數(shù)是數(shù)是 I0。t=0 時時 刻，刻， 將將 一一 金金 屬屬 小小 球球 從從 彈彈 簧簧 正上方某一高度由靜止
26、釋放，小正上方某一高度由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復。整個過程中，不計能量損失，電流表示定高度后再下落，如此反復。整個過程中，不計能量損失，電流表示數(shù)數(shù) I 隨時間隨時間 t 變化的圖像如圖乙所示。則（變化的圖像如圖乙所示。則（ ）A t1 時刻，小球動能最小時刻，小球動能最小B t2 時刻，彈簧的彈性勢能最小時刻，彈簧的彈性勢能最小C t2 t3 這段時間內，彈簧的彈性勢能先增加后減少這段時間內，彈簧的彈性勢能先增加后減少D t2 t3 這段時間內這段時間內 , 小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能D
九年級科學上冊 第3章 能量的轉化與守恒 第2節(jié) 機械能練習 （新版）浙教版
